O tratamento de águas residuais é um aspecto crucial do desenvolvimento urbano, impactando o bem-estar público e o desenvolvimento humano sustentável. É um requisito ambiental, uma base para a qualidade da água e uma chave para a utilização dos recursos de águas residuais. Atualmente, as águas residuais são recolhidas em sistemas de esgotos urbanos (combinados ou separados) e descarregadas em estações de tratamento de águas residuais. Essas estações realizam então tratamento terciário para atender aos padrões nacionais de descarga antes de descarregarem em reservatórios designados de água recuperada. A água recuperada é então transportada para locais verdes e de irrigação através de redes de água recuperada, alcançando um elevado grau de reciclagem de águas residuais.
O tratamento terciário de águas residuais é um processo completo de tratamento de águas residuais, intimamente ligado e avançando progressivamente nos tratamentos primários e secundários. Diferentes estações de tratamento de águas residuais em diferentes regiões escolhem diferentes métodos de tratamento com base nos requisitos ambientais locais e nos usos pretendidos. Primeiro, o tratamento primário utiliza telas grossas e finas para remover grandes quantidades de sólidos suspensos, lixo, etc. Em seguida, as câmaras de areia separam grandes sedimentos sólidos como areia e cascalho, seguidos por um tanque de sedimentação primário para sedimentar as partículas suspensas. A maior parte dos resíduos sólidos e impurezas são removidos, mas esta etapa utiliza principalmente métodos de tratamento físico, deixando uma quantidade significativa de matéria orgânica e outras impurezas que não podem ser descartadas diretamente no meio ambiente e requerem tratamento adicional.
O tratamento secundário envolve principalmente processos biológicos, empregando tecnologia de lodo ativado e métodos de biofilme, combinados com tanques de sedimentação secundária para separação de sólidos-líquidos, removendo matéria orgânica biodegradável das águas residuais. Após esta etapa, a maior parte dos sólidos em suspensão e da matéria orgânica da água podem ser removidos, com o teor de nitrogênio e fósforo reduzido em mais de 30%, atendendo essencialmente ao padrão de descarga Classe B para estações de tratamento de águas residuais primárias urbanas. Muitas estações de tratamento de águas residuais estão equipadas com esta configuração. No entanto, nos últimos anos, com requisitos de protecção ambiental cada vez mais rigorosos, este nível de tratamento de águas residuais já não é suficiente, necessitando de um tratamento mais avançado.
O tratamento terciário é o tratamento avançado de águas residuais, empregando uma abordagem abrangente que combina métodos físicos, químicos e biológicos para remover impurezas como nitrogênio e fósforo, metais pesados e microrganismos patogênicos que podem levar à eutrofização. Atualmente, a maioria das estações de tratamento de águas residuais utiliza principalmente tecnologias como remoção de nitrogênio e fósforo, filtração profunda e desinfecção. A água tratada secundária é descarregada em filtros de desnitrificação e nitrificação para remoção de nitrogênio, depois em tanques de remoção de fósforo onde reagentes químicos como PAC e PFS são adicionados para remoção de fósforo, depois em tanques de filtração profunda para filtrar pequenos sólidos suspensos e, finalmente, desinfetada com dióxido de cloro ou luz ultravioleta antes de ser descarregada.